Plasma process design for material surface treatment in the nano-scale regime utilizing dielectric-constant analysis techniques

利用介电常数分析技术进行纳米级材料表面处理的等离子体工艺设计

• 批准号: 20360329
• 负责人: ERIGUCHI Koji
• 金额: $ 10.57万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20360329/
• 关键词: 表面界面改質; 誘電率; プラズマ; シリコン; 欠陥; トランジスタ; 誘電関数; レーザー; 欠陥層; 界面層; 分子動力学; 電気容量

We investigated the mechanism of a structural change on the plasma-exposed Si surface. We established a model clarifying quantitatively the effects of ion energy distribution function on the plasma-exposed Si surface structure (damaged-layer structure). The model predicts that the thickness of damaged-layer strongly depends on the average energy of ions from the plasma under an applied rf bias, while it is a weak function of bias frequency. Novel techniques enabling the optical and electrical analyses of the surfaces were developed and used in the present research. Experiments verified the model predictions in the case of the Si surface exposed to Ar plasma. The present model is applicable to optimizing various plasma treatments of materials and devices in the future.

我们研究了等离子体暴露的硅表面结构变化的机制。我们建立了一个模型，定量地阐明了离子能量分布函数对等离子体暴露的 Si 表面结构（损伤层结构）的影响。该模型预测，受损层的厚度很大程度上取决于施加射频偏压下等离子体的离子平均能量，而它是偏压频率的弱函数。本研究中开发并使用了能够对表面进行光学和电学分析的新技术。实验验证了 Si 表面暴露于 Ar 等离子体的情况下的模型预测。本模型适用于优化未来材料和器件的各种等离子体处理。

项目成果

Advanced Contactless Analysis of Plasma-Induced Damage on Si by Temperature-Controlled Photoreflectance Spectroscopy

通过温控光反射光谱对硅上等离子体引起的损伤进行先进的非接触式分析

• DOI: 10.1143/jjap.50.08kd03
• 发表时间: 2011
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Asahiko Matsuda;Yoshinori Nakakubo;Yoshinori Takao;Koji Eriguchi;Kouichi Ono
• 通讯作者: Kouichi Ono

Modeling of Ion-Bombardment Damage on Si Surfaces for In-Line Analysis

用于在线分析的硅表面离子轰击损伤建模

• 发表时间: 2009
• 作者: A.Matsuda;Y.Nakakubo;M.Kamei;Y.Takao;K.Eriguchi;K.Ono
• 通讯作者: K.Ono

物理的プラズマダメージによるMOSFETオフリーク電流とそのバラツキの増大モデル

增加 MOSFET 关断漏电流的模型及其因物理等离子体损伤而产生的变化

• 发表时间: 2011
• 作者: 江利口浩二;鷹尾祥典;斧高一
• 通讯作者: 斧高一

Threshold Voltage Instability Induced by Plasma Process Damage in Advanced MOSFETs

高级 MOSFET 中等离子体工艺损坏引起的阈值电压不稳定

• 发表时间: 2009
• 作者: K.Eriguchi;Y.Nakakubo;A.Matsuda;M.Kamei;Y.Takao;K.Ono
• 通讯作者: K.Ono

Trade-Off Relationship between Si Recess and Defect Density Formed by Plasma-Induced Damage in Planar Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistors and the Optimization Methodology

平面金属氧化物半导体场效应晶体管中硅凹陷与等离子体损伤形成的缺陷密度之间的权衡关系及优化方法

• DOI: 10.1143/jjap.50.08kd04
• 发表时间: 2011
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: K. Eriguchi;Y. Nakakubo;Asahiko Matsuda;M. Kamei;Y. Takao;K. Ono
• 通讯作者: K. Ono